The prediction of chemical reactivity from first principles: Collision and reaction dynamics

Aquest treball fa una revisió de mesures experimentals i càlculs teòrics sobre la dinàmica de col·lisions i reaccions moleculars. Els experiments se centren en col·lisions, a energies intermèdies, que involucren sistemes del tipus ió-àtom i iómolècula, per les quals es mesuren seccions eficaces totals, estat a estat, així com aquelles que discerneixen les diferents contribucions del moment angular d'espín. Els resultats obtinguts s'interpreten satisfactòriament en termes d'acoblaments no adiabàtics entre els diferents estats electrònics dels sistemes col·lisionants. Els càlculs teòrics utilitzen la metodologia quasiclàssica, així com metodologies mecanoquàntiques recentment desenvolupades, tant aproximades com exactes. S'han obtingut resultats totalment convergits per sistemes tipus, mentre que s'han analitzat, de manera detallada i extensiva, les característiques dinàmiques de sistemes triatòmic, tetraatòmic i pentaatòmic.

Chiroptical measurement of chiral aggregates at liquid-liquid interface in centrifugal liquid membrane cell by Mueller matrix and conventional circular dichroism methods

The centrifugal liquid membrane (CLM) cell has been utilized for chiroptical studies of liquid-liquid interfaces with a conventional circular dichroism (CD) spectropolarimeter. These studies required the characterization of optical properties of the rotating cylindrical CLM glass cell, which was used under the high speed rotation. In the present study, we have measured the circular and linear dichroism (CD and LD) spectra and the circular and linear birefringence (CB and LB) spectra of the CLM cell itself as well as those of porphyrine aggregates formed at the liquid-liquid interface in the CLM cell, applying Mueller matrix measurement method. From the results, it was confirmed that the CLM-CD spectra of the interfacial porphyrin aggregates observed by a conventional CD spectropolarimeter should be correct irrespective of LD and LB signals in the CLM cell.

Dual inhibitors of beta-amyloid aggregation and acetylcholinesterase as multi-target anti-Alzheimer drug candidates

Notwithstanding the functional role that the aggregates of some amyloidogenic proteins can play in different organisms, protein aggregation plays a pivotal role in the pathogenesis of a large number of human diseases. One of such diseases is Alzheimer"s disease (AD), where the overproduction and aggregation of the β-amyloid peptide (Aβ) are regarded as early critical factors. Another protein that seems to occupy a prominent position within the complex pathological network of AD is the enzyme acetylcholinesterase (AChE), with classical and non-classical activities involved at the late (cholinergic deficit) and early (Aβ aggregation) phases of the disease. Dual inhibitors of Aβ aggregation and AChE are thus emerging as promising multi-target agents with potential to efficiently modify the natural course of AD. In the initial phases of the drug discovery process of such compounds, in vitro evaluation of the inhibition of Aβ aggregation is rather troublesome, as it is very sensitive to experimental assay conditions, and requires expensive synthetic Aβ peptides, which makes cost-prohibitive the screening of large compound libraries. Herein, we review recently developed multi-target anti-Alzheimer compounds that exhibit both Aβ aggregation and AChE inhibitory activities, and, in some cases also additional valuable activities such as BACE-1 inhibition or antioxidant properties. We also discuss the development of simplified in vivo methods for the rapid, simple, reliable, unexpensive, and high-throughput amenable screening of Aβ aggregation inhibitors that rely on the overexpression of Aβ42 alone or fused with reporter proteins in Escherichia coli.

Heterogeneous products and tests for an appropriate aggregation level considering different qualities: evidence from fresh hake at Barcelona’s wholesale market

[cat] Aquest estudi destaca la importància de considerar un nivell d’agregació adequat en els anàlisis de demanda, ja que treballar utilitzant un nivell d’agregació inadequat pot donar lloc a estimacions esbiaixades. Aquest fet es mostra a través de l’anàlisi de diferents productes de lluç fresc comercialitzats a Mercabarna, el mercat majorista de Barcelona. La literatura sobre la demanda de peix tracta al lluç com un únic producte i espècie. No obstant això, en el mercat espanyol, es comercialitzen molts peixos com a lluç, els quals mostren comportaments molt diferents (des de béns inferiors fins a béns de luxe). Els resultats obtinguts, en concordança amb les observacions empíriques, demostren que l’anàlisi s’ha de realitzar amb un major grau de detall que a nivell d’espècie. Això qüestiona els resultats d’anteriors estudis de demanda i la majoria de les bases de dades, on l’observació del nivell d’agregació adequat dels productes no es té en compte.

Heterogeneous products and tests for an appropriate aggregation level considering different qualities: evidence from fresh hake at Barcelona’s wholesale market

[cat] Aquest estudi destaca la importància de considerar un nivell d’agregació adequat en els anàlisis de demanda, ja que treballar utilitzant un nivell d’agregació inadequat pot donar lloc a estimacions esbiaixades. Aquest fet es mostra a través de l’anàlisi de diferents productes de lluç fresc comercialitzats a Mercabarna, el mercat majorista de Barcelona. La literatura sobre la demanda de peix tracta al lluç com un únic producte i espècie. No obstant això, en el mercat espanyol, es comercialitzen molts peixos com a lluç, els quals mostren comportaments molt diferents (des de béns inferiors fins a béns de luxe). Els resultats obtinguts, en concordança amb les observacions empíriques, demostren que l’anàlisi s’ha de realitzar amb un major grau de detall que a nivell d’espècie. Això qüestiona els resultats d’anteriors estudis de demanda i la majoria de les bases de dades, on l’observació del nivell d’agregació adequat dels productes no es té en compte.

Dual inhibitors of beta-amyloid aggregation and acetylcholinesterase as multi-target anti-Alzheimer drug candidates

Notwithstanding the functional role that the aggregates of some amyloidogenic proteins can play in different organisms, protein aggregation plays a pivotal role in the pathogenesis of a large number of human diseases. One of such diseases is Alzheimer"s disease (AD), where the overproduction and aggregation of the β-amyloid peptide (Aβ) are regarded as early critical factors. Another protein that seems to occupy a prominent position within the complex pathological network of AD is the enzyme acetylcholinesterase (AChE), with classical and non-classical activities involved at the late (cholinergic deficit) and early (Aβ aggregation) phases of the disease. Dual inhibitors of Aβ aggregation and AChE are thus emerging as promising multi-target agents with potential to efficiently modify the natural course of AD. In the initial phases of the drug discovery process of such compounds, in vitro evaluation of the inhibition of Aβ aggregation is rather troublesome, as it is very sensitive to experimental assay conditions, and requires expensive synthetic Aβ peptides, which makes cost-prohibitive the screening of large compound libraries. Herein, we review recently developed multi-target anti-Alzheimer compounds that exhibit both Aβ aggregation and AChE inhibitory activities, and, in some cases also additional valuable activities such as BACE-1 inhibition or antioxidant properties. We also discuss the development of simplified in vivo methods for the rapid, simple, reliable, unexpensive, and high-throughput amenable screening of Aβ aggregation inhibitors that rely on the overexpression of Aβ42 alone or fused with reporter proteins in Escherichia coli.

La didàctica dels canvis d'estat d'agregació de la matèria : detecció de pre-conceptes. 'La didáctica de los cambios de estado de agregación de la materia : detección de pre-conceptos'.

Estudiar cuales son los 'esquemas alternativos' o 'preconceptos' que los alumnos traen consigo al llegar a la Enseñanza Secundaria, en relación a los cambios de estado de agregación de la materia. 33 alumnos/as del IB Carles Riba (pruebas pilotos). 103 alumnos/as de 14-16 años, 33 pertenecientes al IB Bernat Metge y 70 pertenecientes al IB Carles Riba (pre-test). Se prepara un primer cuestionario como fuente inicial de recogida de datos. Posteriormente se elaboran tres pruebas piloto que contienen básicamente preguntas abiertas (OEQ) y de elección múltiple (MCQ). Las variables que aparecen son q (muestra el rendimiento global) y m (explica la certeza global en los MCQ), además de 11 combinaciones más. De la evaluación de las preguntas cerradas del primer test se confecciona un pretest. A continuación se analizan las preguntas abiertas, para finalizar con un estudio global del test con datos de las partes I (MCQ) y II (OEQ). Pruebas con preguntas abiertas y de elección múltiple. Entrevistas. Cuestionarios. Tablas de contingencia. Fórmula 20 de Kuder-Richardson. Test de Chi-cuadrado. Análisis en porcentajes. Escala de Likert. 1) No se dan diferencias significativas entre escuelas según los valores del Chi-cuadrado, ni en número de aciertos ni en la certeza manifestada. Tampoco se han encontrado diferencias significativas entre clases. 2) Sólamente un 5 por ciento del total de casos posibles resultan asociaciones. 3) Menos de un 10 por ciento de asociaciones son atribuibles al simple azar. Se prevé de gran importancia el intento de encontrar: asociaciones entre ideas expresadas por los alumnos con su lenguaje; explicación a las aparentes deficiencias de homogeneidad que ya se reflejan entre partes similares, aunque en contextos diferentes, de los tests distribuidos hasta el momento. Se intentará aprovechar la clasificación iniciada en diferentes modelos, hecho que implica la existencia de ciertas hipótesis ocultas.

Síntesi, caracterització química i estudi de l'activitat biològica de nous complexos de Pt(II) amb lligands de tipus diaminocarboxílic i els respectius ésters i derivats peptídics

El cisplatí, PtCl2(NH3)2, ha estat una de les drogues més utilitzades en la quimioteràpia del càncer des del descobriment de la seva activitat. Però degut a la seva alta toxicitat i greus efectes secundaris, s'han sintetitzat nous compostos amb la finalitat de reduir aquests inconvenients. En aquest sentit, el treball desenvolupat en aquesta tesi doctoral ha estat la síntesi i caracterització de tretze complexos de Pt(II) amb la finalitat d'estudiar llur activitat antitumoral. Aquests complexos presenten unes característiques estructurals comunes: geometria cis, dos lligands làbils de tipus clorur i un lligand diaminoquelatant derivat dels àcids d,l-2,3-diaminopropiònic (Hdap) i d,l-2,4-diaminobutíric (Hdab). S'han dissenyat unes estratègies sintètiques a partir de les quals els lligands han estat funcionalitzats amb diferents grups de tipus éster, aminoàcid i peptídic: Etdap·2HCl, Etdab·2HCl, [(dap-Metala)·2CF3COOH], [(dab-Metala)·2CF3COOH], [(dap-phe)·2CF3COOH], [(dab-phe)·2CF3COOH], [(dap-Mettrp)·2CF3COOH], [(dab-Mettrp)·2CF3COOH], [(dap-ASTTTNYT-NH2)·2CF3COOH], essent Metala= éster metílic de L-alanina, phe= L-fenilalanina, Mettrp= éster metílic del L-triptofà. Aquests lligands diaminoquelatants s'han utilitzat per sintetitzar els corresponents complexos de Pt(II): PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dab-phe), PtCl2(dap-Mettrp), PtCl2(dab-Mettrp), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2). A través de diferents tècniques i assaigs biològics (dicroisme circular, electroforesi en gel d'agarosa, microscopia de forces atòmiques, citometria de flux, assaigs de proliferació cel·lular) s'ha pogut demostrar l'activitat antitumoral d'aquests compostos. A través de la tècnica de dicroisme circular (DC) s'ha pogut demostrar que els lligands lliures no interaccionen covalentment amb el DNA de Calf Thymus i no modifiquen l'estructura secundària de la doble hèlix. En canvi, els respectius complexos han demostrat tenir capacitat per interaccionar amb el DNA i modificar la seva estructura secundària. Els complexos PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab) i PtCl2(dab-phe) mostren un comportament similar al cisplatí, generant adductes cis-bifuncionals que distorcionen la doble hèlix de forma no desnaturalitzant amb obertura de la doble cadena. Els complexos PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) quan interaccionen amb el DNA generen un canvi en la conformació del DNA de la forma B a la forma C, produint-se un augment de la curvatura de l'hèlix per rotació de les bases nitrogenades. En aquests estudis s'ha comprovat que l'estructura del complex influeix en l'efecte generat sobre l'estructura secundària de l'àcid nucleic. En primer lloc, existeix una diferència en el comportament en funció del tamany del lligand diaminoquelatant, de manera que els complexos amb el lligand (dab) provoquen un efecte més remarcable. També s'observa aquest canvi de comportament al passar dels complexos que tenen el grup funcional esterificat als que el tenen protonat. D'aquesta manera, s'observa un major efecte sobre l'estructura secundària del DNA en aquells complexos que tenen el lligand diaminoquelatant de tres metilens (dab) i amb el grup carboxilat terminal protonat. Per tal de modelitzar la interacció d'aquests complexos amb el DNA, s'ha estudiat la interacció d'aquests compostos de Pt(II) amb 5'-GMP a través de RMN-1H, observant la variació dels senyals corresponents al H8 de 5'-GMP. Així s'ha pogut demostrar que aquests compostos interaccionen amb la 5'-GMP a través d'un enllaç covalent Pt-N7, de la mateixa manera a com interacciona el cisplatí. A través d'electroforesi en gel d'agarosa i microscopia de forces atòmiques (AFM) s'ha pogut determinar l'efecte que generen els lligands lliures i els respectius complexos de Pt(II) sobre l'estructura terciària del plasmidi pBR322. Els lligands provoquen un augment de l'agregació de les molècules de DNA i un lleuger augment de la compactació de l'estructura terciària. Aquests resultats s'atribueixen a la capacitat d'aquests compostos a interaccionar per pont d'hidrogen amb el DNA. Els corresponents complexos de Pt(II) provoquen un augment de l'agregació i una important compactació, degut per una banda a la capacitat de l'àtom de Pt a interaccionar covalentment amb el DNA, i per altra banda, a la capacitat del lligand a interaccionar per pont d'hidrogen amb l'àcid nucleic. Finalment s'ha estudiat l'activitat citotòxica d'aquests complexos de Pt(II) en diferents línies cel·lulars: A431 (línia de carcinoma epidermoide), HeLa (línia de carcinoma de coll d'úter) i HL-60 (línia promielocítica de leucèmia). Els complexos moderadament solubles en aigua, PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe) i PtCl2(dab-phe), han demostrat ser actius. L'activitat depèn de la concentració de complex, del temps d'incubació i de la línia cel·lular. Per temps d'incubació alts i concentracions de complex elevades s'observa la màxima activitat. Els complexos de l'alanina, PtCl2(dap-ala) i PtCl2(dab-ala), són els que mostren més activitat, mentre que els compostos de la fenilalanina són els menys actius, degut probablement a la voluminositat del lligand, la qual pot impedir o dificultar el transport del compost a través de la membrana cel·lular. L'activitat citotòxica dels complexos insolubles en aigua, PtCl2(Etdap) i PtCl2(Etdab), queda bloquejada per l'elevada concentració de DMSO (12%) necessària per solubilitzar els compostos. Aquests resultats permeten deduir que la presència d'un 12% de DMSO anul·la l'activitat d'aquests complexos, ja que el DMSO pot coordinar-se amb el Pt ocupant les posicions làbils del complex i evitant que es pugui coordinar amb el DNA. Els assaigs de proliferació cel·lular del complex PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) i del pèptid lliure ASTTTNYT-NH2 han demostrat que ambdós compostos són actius. Tot i això, l'activitat del complex és superior a la del pèptid lliure, ja que el Pt pot interaccionar covalentment amb el DNA i augmentar l'efecte citotòxic. Per tant, el complex presenta un lligand portador biològicament actiu que pot transportar el metall a través de la membrana cel·lular i facilitar així la seva interacció amb el DNA. A través de la tècnica de citometria de flux s'ha comprovat que en tots els casos la mort cel·lular produïda pels complexos ha estat per apoptosi. Per últim, s'ha sintetitzat i caracteritzat un complex trinuclear de Pt(II), {[Pt(Me2Bpy)2][PtCl2(Me2Bpy)]2}, essent Me2Bpy= 4,4'-dimetil-2,2'-dipiridil. La resolució de la seva estructura per difracció de Raig-X ha permès determinar l'existència d'una interacció intramolecular Pt-Pt de 3.474 Å.

Polímeros biomiméticos em química analítica. Parte 1: preparo e aplicações de MIP (Molecularly Imprinted Polymers) em técnicas de extração e separação

MIPs are synthetic polymers that are used as biomimetic materials simulating the mechanism verified in natural entities such as antibodies and enzymes. Although MIPs have been successfully used as an outstanding tool for enhancing the selectivity or different analytical approaches, such as separation science and electrochemical and optical sensors, several parameters must be optimized during their synthesis. Therefore, the state-of-the-art of MIP production as well as the different polymerization methods are discussed. The potential selectivity of MIPs in the extraction and separation techniques focusing mainly on environmental, clinical and pharmaceutical samples as applications for analytical purposes is presented.

Polímeros biomiméticos em química analítica. Parte 2: aplicações de MIP (Molecularly Imprinted Polymers) no desenvolvimento de sensores químicos

The aim of this paper is the description of the strategies and advances in the use of MIP in the development of chemical sensors. MIP has been considered an emerging technology, which allows the synthesis of materials that can mimic some highly specific natural receptors such as antibodies and enzymes. In recent years a great number of publications have demonstrated a growth in their use as sensing phases in the construction of sensors . Thus, the MIP technology became very attractive as a promising analytical tool for the development of sensors.

Contribuição à organização da pesquisa em Química e os desafios da interação com outras áreas do conhecimento

This article provides some aspects that allow making a current reading of the situation of the Brazilian Chemistry that permit us considerate it as a strategic area. They are still presented some initial proposals related to the organization of the research as well as to win the challenges of the relationship with the other areas of the knowledge.

A importância da Química Analítica Qualitativa nos cursos de Química das instituições de ensino superior brasileiras

The results of a survey of institutions offering undergraduate studies, with the objective of evaluating the importance of Qualitative Analytical Chemistry for Chemistry courses in Brazil, are presented and discussed. Judging by the data, the content of the course of Qualitative Analytical Chemistry is considered by the Brazilian institutions offering undergraduate studies to be a body of knowledge essential for the formation of the chemist. This aspect is deemed valid for both baccalaureate and teaching license studies.

Química Analítica de Processos

Process Analytical Chemistry (PAC) is an important and growing area in analytical chemistry, that has received little attention in academic centers devoted to the gathering of knowledge and to optimization of chemical processes. PAC is an area devoted to optimization and knowledge acquisition of chemical processes, to reducing costs and wastes and to making an important contribution to sustainable development. The main aim of this review is to present to the Brazilian community the development and state of the art of PAC, discussing concepts, analytical techniques currently employed in the industry and some applications.

Experimentação em química de compostos organometálicos: preparação do cloreto de dicarbonilciclopentadienilferro(II)

In this work, we describe a new method for obtaining [Fe(CO)2[(eta5-C5H5)Cl] employing simple techniques and low-cost reagents. It is worth mentioning that this method is faster than others reported in the literature. It was applied in laboratory classes for undergraduate students, exploring different concepts in organometallic chemistry and discussing the steps involved in the synthetic route.

Síntese de complexo ferro(II)-nitrogênio: abordagem dos conceitos de reatividade e retro-doação para alunos de graduação em química

There has been a considerable interest in coordination complexes of molecular nitrogen (N2), partly due to a possible relationship between such complexes and the nitrogen activation process in nature. The present paper describes the synthesis and infrared spectroscopic characterization of an iron-nitrogen derivative with ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetate (edta) as an experiment for an undergraduate course. The topics covered here include synthesis, reactivity and spectroscopy.